Luận văn Xây dựng mô hình quản lý chất lượng môi trường khu công nghiệp Tân Bình bằng công cụ tin học

ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA KHOA MOÂI TRÖÔØNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC XÂY DỰNG MÔ HÌNH QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG KHU CÔNG NGHIÊP TÂN BÌNH BẰNG CÔNG CỤ TIN HỌC SVTH : LÊ THỊ HỒNG THƯƠNG MSSV : 90202668 GVHD : TSKH BÙI TÁ LONG BỘ MÔN: QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG TP Hồ Chí Minh, 12/2006 i NHAÄN XEÙT CUÛA GIAÙO VIEÂN HÖÔÙNG DAÃN ............................................................................................................. ............................................................................................................. ............................................................................................................. ............................................................................................................. ............................................................................................................. ............................................................................................................. ............................................................................................................. ............................................................................................................. ............................................................................................................. ............................................................................................................. ............................................................................................................. ............................................................................................................. ............................................................................................................. ............................................................................................................. ............................................................................................................. ............................................................................................................. ............................................................................................................ Tp.Hoà Chí Minh, ngaøy thaùng naêm 2006 ii NHAÄN XEÙT CUÛA GIAÙO VIEÂN PHAÛN BIEÄN ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... Tp. Hoà Chí Minh, ngaøy thaùng naêm 2006 iii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian hoàn thành luận văn ,tôi đã được sự giúp đỡ tận tình cuả thầy cô, gia đình và bạn bè Trước hết tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn ,Tiến sĩ Khoa học Bùi Tá Long, người đã đặt bài toán, quan tâm giúp đỡ cũng như đóng góp ý kiến chuyên môn giúp tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin gởi lời biết ơn sâu sắc đến các thầy cô khoa Môi trường –Trường Đại học Bách khoa TPHCM, đã cho tôi những kiến thức và kinh ngjiệm quý báu trong suốt khoá học. Tôi cũng xin gởi lời cảm ơn chân thành đến Kỹ sư Cao Duy Trường cùng các anh chị phònh GeoInformatics, Viện Môi trường và Tài nguyên, Đại học Quốc gia Tp.Hồ Chí Minh, đã tận tình chỉ bảo trong suốt quá trình làm luận văn. Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, bạn bè đã động viên và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian hoàn thành luận văn Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2006 LÊ THỊ HỒNG THƯƠNG iv TÓM TẮT Khu Công Nghiệp (KCN) Tân Bình là khu công nghiệp sạch duy nhất nằm trong nội thành được qui hoạch trên diện tích 125,7 ha, hạ tầng cơ sở được xây dựng tốt nhất với các đường giao thông vào KCN đều thuận lợi trong mọi thời tiết, là địa điểm thích hợp để đáp ứng nhu cầu của các nhà đầu tư muốn thuê lại đất phân lô đã hoàn chỉnh cơ sở hạ tầng theo đúng tiêu chuẩn KCN cấp quốc gia. Tính đến nay , KCN Tân Bình đã thu hút được 132 doanh nghiệp đầu tư lắp đầy 90% diện tích đất công ngiệp cho thuê lại. Bên cạnh đó KCN Tân Bình đang phải đối mặt với nhiều vấn đề môi trường : nước thải, chất thải rắn, chất lượng không khí. Hiện nay, chất lượng không khí ở KCN Tân Bình chưa trở nên nghiêm trọng nhưng với tốc độ phát triển kinh tế ào ạt với nhiều ngành nghề khác nhau thì công tác quản lý chất lượng môi trường không khí cũng là một vấn đề đáng quan tâm. Để nâng cao công tác quản lý chất lượng môi trường không khí ở KCN Tân Bình thì việc xây dựng một mô hình quản lý chất lượng không khí bằng công cụ tin học là hết sức cần thiết Luận văn “ Xây dựng mô hình quản lý chất lượng môi trường khu công nghiệp Tân Bình bằng công cụ tin học ” hỗ trợ cho công tác quản lý , giám sát , tính phí khí thải và thực hiện nhanh chóng các báo cáo đánh giá chất lượng môi trường ,hỗ trợ cho các nhà quản lý môi trường trong công tác quy hoạch , ra quyết định để xây dựng khu công nghiệp Tân Bình thành một Khu Công Nghiệp Xanh – Sạch – Đẹp. v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ----------------------------------------------------------------------------------- iii TÓM TẮT-----------------------------------------------------------------------------------------iv MỤC LỤC ---------------------------------------------------------------------------------------- v DANH MUC BẢNG ---------------------------------------------------------------------------vii DANH MUC HÌNH ---------------------------------------------------------------------------viii BẢNG CHÚ THÍCH CÁC TỪ VÍÊT TẮT --------------------------------------------------ix MỞ ĐẦU ------------------------------------------------------------------------------------------ x CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN ----------------------------- 1 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG KCN TÂN BÌNH------------------------------------------ 1 1.1. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN ------------------------------------------------------------- 1 1.2. HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG KCN TÂN BÌNH ------------------------------ 5 1.2.1. Chất lượng môi trường không khí bên trong KCN ------------------------- 5 1.2.2. Chất lượng môi trường không khí bên ngoài KCN ------------------------- 6 1.3. HIỆN TRẠNG CÔNG TÁC QUẢN LÝ TẠI KCN TÂN BÌNH -------------- 8 1.3.3. Tình hình thực hiện chương trình giám sát môi trường :------------------10 1.4. CÁC TAI BIẾN RỦI RO -----------------------------------------------------------10 1.4.4. cháy nổ ---------------------------------------------------------------------------10 1.4.5. Rò rỉ dung môi hoá chất -------------------------------------------------------10 1.4.6. Trạm xử lý nước thải tập trung bị quá tải , sự cố kỹ thuật ----------------10 1.4.7. Các nhà máy trong KCN thải bỏ chất thải vượt quá tiêu chuẩn cho phép nhiều lần ------------------------------------------------------------------------------------11 1.4.8. Các loại sự cố môi trường khác: ---------------------------------------------11 1.5. ẢNH HƯỞNG CUẢ CÁC PHÁT THẢI ĐẾN MÔI TRƯỜNG --------------11 1.5.9. Ảnh hưởng từ hoạt động cuả các cụm dân cư ------------------------------11 1.5.10. Ảnh hưởng từ hoạt động cuả các cơ sở sản xuất ---------------------------13 1.5.11. Các nguồn gây ô nhiễm khác -------------------------------------------------16 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN XÂY DỰNG MÔ HÌNH ENVIM ----------------------------------------------------------------------------------19 2.1. HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐIẠ LÝ (GIS) --------------------------------------19 2.2. HỆ THỐNG THÔNG TIN MÔI TRƯỜNG--------------------------------------23 2.3. MÔ HÌNH LAN TRUYỀN ---------------------------------------------------------24 2.3.1. Sự phân bố chất ô nhiễm và phương trình toán học cơ bản---------------24 2.3.2. Công thức Berliand trong trường hợp chất khí và bụi nặng --------------29 CHƯƠNG 3. MÔ HÌNH ENVIM----------------------------------------------------------33 3.1. CẤU TRÚC MÔ HÌNH ENVIM --------------------------------------------------34 3.1.1. Khối GIS:------------------------------------------------------------------------34 3.1.2. Khối mô hình--------------------------------------------------------------------36 3.1.3. Khối thực hiện các báo cáo thống kê ----------------------------------------43 3.1.4. Khối hỗ trợ văn bản pháp quy ------------------------------------------------48 3.2. TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ TRONG ENVIMAP-------------------------------------------------------------------------------------49 3.3. CHẠY MÔ HÌNH--------------------------------------------------------------------52 3.4. KẾT QUẢ CHẠY MÔ HÌNH------------------------------------------------------54 3.5. NHẬN XÉT KẾT QUẢ CHẠY MÔ HÌNH ------------------------------------73 vi CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ---------------------------------------------76 4.1. KẾT LUẬN ---------------------------------------------------------------------------76 4.2. KIẾN NGHỊ --------------------------------------------------------------------------77 TÀI LIỆU THAM KHẢO ---------------------------------------------------------------------79 PHỤ LỤC ----------------------------------------------------------------------------------------80 vii DANH MUC BẢNG Bảng 1.1 Nhiệt độ không khí trung bình tháng ở TpHCM .......................................... 2 Bảng1.2.Lượng mưa trung bình các tháng tại TpHCM................................................ 3 Bảng 1.3 Độ ẩm tương đối tại TpHCM ....................................................................... 3 Bảng 1.4 Số giờ nắng trung bình ................................................................................. 4 Bảng 1.5 Lượng bức xạ trung bình .............................................................................. 4 Bảng 1.6 Tốc độ gió trung bình các tháng tại TpHCM ................................................ 5 Bảng 1.7 Hướng gió chính .......................................................................................... 5 Bảng 1.8 Kết quả đo chất lượng môi trường không khí bên trong KCN....................... 5 Bảng 1.9 Kết quả đo chất lượng môi trường không khí bên ngoài KCN ...................... 6 Bảng 1.10 Các ảnh hưởng từ hoạt động cuả các cụm dân cư ..................................... 11 Bảng 1.11 Các ảnh hưởng từ hoạt động ở các cơ sở sản xuất..................................... 13 Bảng 1.12 Các nguồn gây ô nhiễm khác.................................................................... 16 Bảng 3.1 CSDL về KCN Tân Bình........................................................................... 37 Bảng 3.2 CSDL về cơ sở sản xuất ............................................................................. 39 Bảng 3.3 CSDL về các ống khói ............................................................................... 39 Bảng 3.4 CSDL về vị trí lấy mẫu cho mục tiêu quan trắc .......................................... 40 Bảng 3.5 CSDL về các trạm khí tượng...................................................................... 41 Bảng 3.6 CSDL về chất lượng không khí .................................................................. 41 Bảng 3.7 CSDL về khí tượng .................................................................................... 42 Bảng 3.8 CSDL về các chất ô nhiễm tại các nguồn thải............................................. 42 Bảng 3.9 Số liệu phát thải tại các ống khói................................................................ 43 Bảng 3.10 Nồng độ NO2 các tháng năm 2006........................................................... 55 Bảng 3.11Nồng độ CO các tháng năm 2006.............................................................. 57 Bảng 3.12Nồng độ Bụi các tháng năm 2006.............................................................. 60 Bảng 3.13 Nồng độ SO2 các tháng năm 2006 ........................................................... 64 viii DANH MUC HÌNH Hình 0.1 Sơ đồ cấp giấy chứng nhận đạt tiêu chuẩn môi trường.................................. 9 Hình 2.1 Chức năng cuả GIS..................................................................................... 22 Hình 2.2 Cơ cấu tổ chức cuả hệ thống thông tin môi trường...................................... 24 Hình 2.3 Sơ đồ khuếch tán cuả luồng khí theo chiều gió .......................................... 25 Hình 3.1 Giao diện phần mềm ENVIMAP ............................................................... 33 Hình 3.2 Cấu trúc phần mềm ENVIM ....................................................................... 34 Hình 3.3 Mô hình Berliand....................................................................................... 36 Hình 3.4 Sơ đồ Input – output trong phần mềm ENVIMAP ...................................... 36 Hình 3.5 Sơ đồ Cơ sở dữ liệu Môi trường ................................................................ 37 Hình 3.6 Quy trình tạo báo cáo.................................................................................. 44 Hình 3.7 Sơ đồ làm quy trình thống kê...................................................................... 45 Hình 3.8 Giao diện bước chọn nguồn thống kê.......................................................... 46 Hình 3.9 Giao diện bước chọn tiêu chí thống kê........................................................ 47 Hình 3.10 Giao diện bước kết quả thống kê............................................................... 48 Hình 3.11Giao diện khối hỗ trợ văn bản pháp quy..................................................... 49 Hình 3.12 Quy trình chạy mô hình ............................................................................ 51 Hình 3.13 Giao diện bước chọn các đối tượng chạy mô hình..................................... 53 Hình 3.14 Giao diện bước nhập các thông số chạy mô hình ...................................... 53 Hình 3.15 Giao diện bước nhập các thông số cho lưới tính........................................ 54 Hình 3.16 Biểu đồ nồng độ các chất qua các tháng năm 2006 ................................... 66 Hình 3.17 .................................................................................................................. 69 Hình 3.18 .................................................................................................................. 72 ix BẢNG CHÚ THÍCH CÁC TỪ VÍÊT TẮT WHO World Health Organization – Tổ chức y tế thế giới Tp.HCM Thành phố Hồ Chí Minh OBEIS Osaka Bay Emvironmental Information System ENVIMAP ENViromental Information Management and Air Pollution estimation - Phần mềm quản lý và đánh giá ô nhiễm không khí HEPZA Ban quản lý các khu công nghiệp - khu chế xuất Sở TNMT Sở Tài nguyên - Môi trường Bộ KHCN-MT Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường Cty TNHH Công ty Trách nhiệm hữu hạn CSSX Cơ sở sản xuất KCN- KCX Khu công nghiệp- Khu chế xuất KDC Khu dân cư CSDL Cơ sở dữ liệu TCMT Tiêu chuẩn môi trường TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam HTTTMT Hệ thống thông tin môi trường GIS Geographic Information System – Hệ thống thông tin điạ lý Input Các thông số đầu vào Output Các thông số đầu ra x MỞ ĐẦU Tính cấp thiết cuả đề tài Việc hướng tới mục tiêu phát triển bền vững đã làm nảy sinh ra một lớp rộng lớn các bài toán quản lý chất lượng môi trường. Với mục tiêu kiểm soát môi trường một cách khách quan, có cơ sở khoa học chất lượng môi trường các trạm quan trắc môi trường được xây dựng. Khi đã có nhiều số liệu quan trắc thì bước tiếp theo cần phải làm đó là xây dựng các công cụ xử lý số liệu, kết hợp với mô hình để hỗ trợ cho các nhà quản lý ra quyết định. Việc xây dựng các Hệ thống qua quyết định là một bài toán không đơn giản, bao gồm xác định tiêu chí, tham số, các cơ sở pháp lý của công tác quản lý cũng như những khía cạnh về kỹ thuật khác. Có thể thấy rõ điều này trên ví dụ bài toán quản lý và giám sát ô nhiễm không khí cho một khu công nghiệp cụ thể. Trước tiên cần quản lý các phát thải từ các nhà máy, cơ sở sản xuất đang làm việc trong khu công nghiệp. Bên cạnh đó cần lưu ý tới đặc điểm của chế độ khí tượng thủy văn, tiêu chuẩn môi trường cũng như các mục tiêu kinh tế - xã hội. Vì vậy để có thể xây dựng được các công cụ hỗ trợ thông qua quyết định cần phải ứng dụng lý thuyết hệ thống và công nghệ thông tin. Trong hệ thống quản lý chất lượng môi trường, quản lý chất lượng không khí tại các KCN tập trung đóng vai trò quan trọng. Chức năng quan trắc môi trường không thể thiếu bởi vì đây là cách tốt nhất trả lời cho câu hỏi có ô nhiễm hay không. Tuy nhiên quan trắc không thôi chưa đủ bởi vì cần phải làm sáng tỏ vai trò không giống nhau của các nguồn gây ô nhiễm. Bên cạnh đó cần đưa ra dự báo những thay đổi có thể ở môi trường xung quanh dưới tác động hoạt động kinh tế của con người, soạn thảo ra các khuyến cáo nhằm tiến hành một cách tối ưu nhất các biện pháp bảo vệ môi trường. Để thực thi chức năng này cần thiết phải sử dụng các phương pháp tính toán định lượng. Để thiết kế một hệ phức tạp như vậy, theo kinh nghiệm thực tế người ta thiết kế các khối riêng biệt và sau đó tích hợp chúng lại với nhau để thành một công cụ duy nhất. Trong hệ thống như vậy khối các mô hình toán học đóng vai trò rất quan trọng. Mô hình toán đã từ lâu và rất vững chắc trở thành vũ khí rất mạnh để nghiên cứu khoa xi học. Nếu kết quả tính toán theo mô hình và thực nghiệm tương đối giống nhau, người ta sẽ sử dụng mô hình toán để thay thế cho các phép đo. Bên cạnh mô hình toán, tính hiệu quả và kịp thời trong công tác bảo vệ môi trường phụ thuộc đáng kể vào mức độ và chất lượng thông tin được cung cấp cho các cấp có thẩm quyền về tình trạng môi trường khu phụ cận và các nguồn gây ô nhiễm xung quanh đó. Để quản lý môi trường có hiệu quả người cán bộ quản lý cần phải có được thông tin